箱梁预应力张拉施工方案
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箱梁预应力张拉施工方案一、工程概述1、工程简介XX区仙岩街道莘一路东段一期建设工程桥梁起点桩号为K0+061.768,终点桩号为K0+142.232,全长约80.5米。
本桥为25+27+25m部分预应力砼组合箱型梁桥,梁高为1.4m。
桥轴线与河道成85º斜交角。
二、编制依据1、仙岩街道莘一路东段一期建设工程施工图设计文件。
2、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008。
3、《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000。
4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》三、施工方案及施工工艺㈠施工方案预应力钢绞线按下料单下料、编束、编号存放;检查预应力孔道,先用高压水冲洗孔道,再用通孔器进行清孔,确保孔道畅通,人工穿束;千斤顶、高压油泵和油表配套标定。
砼强度达到设计值后,方可进行张拉,采用两端对称同步张拉工艺,张拉实行应力和钢绞线伸长量双控。
张拉完后及时进行压浆。
㈡施工准备1、预应力的张拉设备经配套标定,确定得出张拉力与压力表的关系曲线。
2、结构构件混凝土的强度试压报告,结构构件混凝土立方体强度满足设计要求。
3、检查砼质量,如果该处砼有空鼓现象,应在张拉前修补。
4、经计算得出预应力施工张拉力。
预应力施工张拉值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值-张拉力关系曲线换算成的相应张拉油压表数值。
5、构件端头清理及钢绞线清理。
6、动力电源及照明电源的布置:驱动油泵电源为380V,配电盘至少15A,要求电源拉至张拉平台位置。
7、张拉班组布置及安全技术交底。
8、工具锚、顶压器等配套设备及配套工具准备完毕。
㈢张拉顺序预应力的张拉顺序,应考虑结构的受力特点、施工方便、操作安全等因素。
具体按N1→N3→N2→N4进行张拉。
㈣张拉程序0→10%σcon→20%σcon→100%σcon(持荷2min锚固)。
㈤张拉施工工艺纵向预应力束施工工艺流程见图1。
1、清理垫板及钢绞线表面的杂物;2、安装锚板,夹片;3、千斤顶就位,千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致;4、工具锚夹片打紧,将夹片均匀打紧并外露一致;5、油泵供油给千斤顶张拉油缸,并随时检查伸长值与计算值的偏差。
6、张拉到规定油压后,持荷复验伸长值,合格后实施锚固;7、千斤顶活塞回程;8、拆除千斤顶;9、切除多余的钢绞线;㈥施工要点1、采用人工的方法将钢束穿入孔道,钢绞线要及时张拉、压浆,不得长时间暴露,防止锈蚀,雨季时外露部分采用胶带缠裹,张拉前拆掉。
2、在钢束的一端或两端安装工作锚锚杯及夹片,并轻轻地敲紧夹片。
这时应注意钢绞线的排列顺序尽量相互平行,不要交叉;同时锚杯要有定位措施,以保证与孔道的同轴度。
3、在千斤顶的后部安装工具锚,为卸锚方便,锚孔中的夹片的圆锥面应均匀涂抹润滑物质,如石蜡。
为保证高位孔道的钢绞线张拉方便及安全,要加工定型支撑支架承托千斤顶。
4、张拉前,千斤顶和油表应配套检验。
5、张拉采用两端对称同时进行,锚下控制应力为σ=0.75fpk=1395MPa。
先对钢绞线施加初始应力,使锚具及夹片将钢绞线锚紧,且保证束内每根钢绞线均匀受力。
6、张拉时先由施加初始应力,消除钢绞线的不均匀伸长及松弛度,量取伸长量,再由初应力至二倍初应力,量取初应力伸长量,最后由二倍初应力张拉至设计应力值,量取伸长量。
油表应逐步加压,循序渐进进行,不得使油门过大或过小,使油压升高过快,以免钢绞线受力过快,局部伸长。
7、张拉采用双控法,以油表读数为依据,以钢束伸长值作校对,实际伸长量与设计伸长量之差控制在±6%之内。
8、若断丝、滑丝超过规定,应退锚重新张拉。
9、持荷时间时勤观察油表,若压力下降,应补足至规定压力,再进行预压。
10、预应力张拉完成后,即可卸下工具锚、千斤顶,然后切除锚后伸长的钢束,及时压浆、封锚。
11、钢绞线理论伸长量要认真计算并换人进行仔细复核,确认无误后再用于现场指导施工,理论伸长量ΔL按下式计算。
ΔL=PpL/ApEpPp—预应力束的平均张拉力;L—预应力束的长度;Ap—预应力束截面面积(mm2);Ep—预应力束弹性模量。
其中平均应力Pp=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)P—油表显示预应力束张拉端的拉力;K=0.0015,μ=0.25;根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》推荐取值。
k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数(1/m);μ——预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数;x—张拉端至计算截面的孔道长度;θ—从张拉端至计算孔道部分切线的夹角之和。
张拉过程中及时量取实际伸长量ΔL′并与理论伸长量ΔL对比,实际伸长量与设计伸长量之差控制在±6%之内。
13当实际伸量与理论延伸值相差超过规范要求时,应按以下步骤检查:a.检验张拉设备;b.测定预应力钢绞线的弹性模量;c.放张后再行张拉;d.预应力筋加润滑剂,以减少摩阻损失,管道内可涂刷水溶性油剂,但在灌浆前须清除干净。
根据钢绞线外检结果,钢绞线检测指标符合《预应力砼用钢绞线》GB/T5224-2003的技术要求。
㈦张拉伸长量计算一、张拉力计算(校核图纸)1、钢绞线参数:Øj15.24钢绞线截面积:A=140mm2,标准强度:Rby=1860Mpa,弹性模量Ey=1.95×105Mpa2、张拉力计算每束钢绞线张拉力P=0.75 Rby×A×n=0.75×1860×140×4=781.2Kn二、设计图纸中钢绞线中有直线和曲线分布,且有故P≠PP1、边跨箱梁非连续端查表可知系数K=0.0015、u=0.25根据图纸计算角度θ=0.087276(为弧度)竖弯和平弯。
计算钢束长度时考虑千斤顶工作长度0.35m及夹具长0.07m,根据公式:伸长量ΔL=PpL/ApEp,终点力Pp(KN)=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ),计算时,靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力,分段计算得出以下结果。
N1:理论计算值夹角α=5º,故换算弧度θ=2ΠR*α/360/R=0.08727分段钢束长L(m)由设计图电子版线型标注得出。
Pp(ab)=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=781.2*(1-0.9901607)/0.009888=777.35KNPp(bc)=Pp(ab)[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=777.35*(1-0.9733087)/0.027054=766.93KNPp(cd)=Pp(bc)[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=766.93*(1-0.9959492)/0.004059=765.37KNab段ΔL(m)=PpL/ApEp=777.35*6.592/560/195000*106=46.93mm bc段ΔL(m)=PpL/ApEp=766.83*3.491/560/195000*106=24.52mm cd段ΔL(m)=PpL/ApEp=765.28*2.706/560/195000*106=18.97mm 依此计算N2.N3.N4钢束伸长量如下表:非连续端钢束伸长量2、边跨箱梁连续端查表可知系数K=0.0015、u=0.25根据图纸计算角度θ=0.087276(为弧度)竖弯和平弯。
计算钢束长度时考虑千斤顶工作长度0.35m及夹具长0.07m,根据公式:伸长量ΔL=PpL/ApEp,终点力Pp(KN)=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ),计算时,靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力,分段计算得出以下结果:连续端及整段钢束伸长量3、中跨箱梁钢绞线经查表:k=0.0015 μ=0.25 弹性模量Ep=1.95×105 MPa,公称面积S=140 mm²,查表可知系数K=0.0015、u=0.25根据图纸计算角度θ=0.087276(为弧度)竖弯和平弯N1:理论计算值夹角α=5º,故换算弧度θ=2ΠR*α/360/R=0.08727分段钢束长L(m)由设计图电子版线型标注得出。
根据公式Pp=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)ΔL=PpL/ApEp 计算得出以下结果:分段钢束长L(m)由设计图电子版线型标注得出。
Pp(ab)=P[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=781.2*(1-0.9876109)/0.012467=776.35KNPp(bc)=Pp(ab)[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=777.35*(1-0.9733073)/0.0270554=765.94KNPp(cd)=Pp(bc)[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)=766.93*(1-0.9971615)/0.0028425=764.86KNab段ΔL(m)=PpL/ApEp=776.35*8.311/560/195000=59.09mmbc段ΔL(m)=PpL/ApEp=765.94*3.491/560/195000=24.49mmcd段ΔL(m)=PpL/ApEp=764.86*1.895/560/195000=13.27mm依此计算N2.N3.N4钢束伸长量如下表:单端伸长量通过计算与设计图纸对比一览表:单位:mm符合规范要求(八)千斤顶张拉力与对应油表读数的计算。
5.1、钢绞线张拉控制应力的计算根据设计图提供的数据,张拉控制应力σcon=0.75*R y b =1395MPa,截面积Ap=139mm2,低松驰预应力筋不考虑超张拉,则按公式计算得各预应力张拉端的张拉力P值:4φs15.2锚下张拉力P=781.2KN。
5.2、油表检测结果本工程使用的油压千斤顶的型号为YC100(60MPa),是预应力穿心式通用万能型千斤顶,与M15型锚具配套使用,其公称张拉力1000KN,张拉行程200mm。
千斤顶共2套,编号分别为01#千斤顶配套使用的油压表编号为141198226,2#千斤顶配套使用的油压表编号为140384378。
油表的检测结果如下表:1#千斤顶油表检测结果负荷(KN)实测油表读数(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(%)0 --- --- --- 326.6 10 10.09 0.9 614.6 20 19.74 -1.3 912.6 30 29.72 -0.9 1223.64040.140.35回归方程:Y=(X-25.507 )/29.85 X:力值(KN) Y=油表读数(MPa) R 2=0.99982#千斤顶油表检测结果负荷(KN)实测油表读数(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(%)0 --- --- --- 331.2 10 9.94 -0.6 632 20 20.04 0.2 928.1 30 29.98 -0.06 1224.14039.92-0.2回归方程:Y=(X-35.194 )/29.782 X:力值(KN) Y=油表读数(MPa) R 2=0.99985.3、油表读数的计算按不同的钢束区分使用不同的油压千斤顶分别计算10%σcon 、20%σcon 、100%σcon 的油表读数,用回归方程计算,计算结果如下表:1#千斤顶张拉时各阶段的油表读数单位:MPa2#千斤顶张拉时各阶段的油表读数单位:MPa四、劳动力配置具体施工班组见下表:五、机械设备配置箱梁机械设备配备见下表:六、孔道压浆(1)、孔道的准备:1、预应力筋张拉完毕后,应及时压浆(应尽量在48小时内完成)。